Повышение эффективности мембранных систем очистки воды за счет применения порошкообразного активированного угля

Abstract

Процесс очистки с применением порошкообразного активированного угля (ПАУ) и погруженными мембранами может быть использован как для промышленной, так и для коммунальной очистки сточных вод. Исследование данного процесса является приоритетной задачей в связи с ухудшением состояния водной среды во всем мире. Очистка с применением ПАУ имеет преимущества по сравнению с классическими методами очистки воды. Обеспечивается работа мембраны при более высоких концентрациях биомассы с результирующими высокими скоростями метаболизма. При этом получается более гигиеничный сток, поскольку гидравлические и твердые вещества (биомасса) удерживаются независимо друг от друга, система дает дополнительную степень свободы для управления технологическим процессом. Основное энергопотребление обусловлено аэрацией, которая используется для подачи растворенного кислорода и для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии. Аэрация используется для перемешивания в резервуаре и доставки кислорода в биомассу. Кроме того, аэрация используется для очистки и/или мягкого перемешивания ПАУ с целью контроля загрязнения. Исследование проведено с целью изучения влияния порошкообразного активированного угля с погруженной в него плоской листовой мембраной на эффективность работы и обработки, а также для оценки производительности системы. Эксперименты проводились в рабочих условиях со средней скоростью фильтрации 0,65 м/сут, с температурой воды 22–26 °С и дозой ПАУ 0 г/дм3 (система А) и 20 г/дм3 (система Б). Удаление ООУ составило 66,2 % для системы А и 69,8 % для системы Б. В течение 65 дней эксперимента величина ПДМ (перепада давления на мембране) в системе Б увеличилась на 16 кПа, но через 48 дней величина ПДМ в системе Б достигла 61 кПа. В результате с помощью ПАУ было увеличено время непрерывной фильтрации. Количество бактерий в реакторе системы Б оказалось в сто раз выше, чем в системе А, и большинство бактерий существовало в адсорбированном состоянии на ПАУ. Более высокую биологическую активность можно ожидать, удерживая ПАУ в фильтрационном реакторе. В результате исследования установлено, что введение ПАУ в систему фильтрации повышает эффективность работы мембран.